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文檔簡介

PAGE21◆1.連接體模型:是指運(yùn)動中幾個物體或疊放在一起、或并排擠放在一起、或用細(xì)繩、細(xì)桿聯(lián)系在一起的物體組。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。整體法是指連接體內(nèi)的物體間無相對運(yùn)動時,可以把物體組作為整體,對整體用牛二定律列方程隔離法是指在需要求連接體內(nèi)各部分間的相互作用(如求相互間的壓力或相互間的摩擦力等)時,把某物體從連接體中隔離出來進(jìn)行分析的方法。連接體的圓周運(yùn)動:兩球有相同的角速度;兩球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒(單個球機(jī)械能不守恒)m1m2與運(yùn)動方向和有無摩擦(μ相同m1m2平面、斜面、豎直都一樣。只要兩物體保持相對靜止記?。篘=(N為兩物體間相互作用力),一起加速運(yùn)動的物體的分子m1F2和m2F1兩項(xiàng)的規(guī)律并能應(yīng)用討論:=1\*GB3①F1≠0;F2=0N=m2m2m1F=2\*GB3②F1≠0;F2≠0N=(就是上面的情況)F=F=F=F1>F2m1>m2N1<N2(為什么)N5對6=(m為第6個以后的質(zhì)量)第12對13的作用力N12對13=◆2.水流星模型(豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動——是典型的變速圓周運(yùn)動)研究物體通過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況,并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運(yùn)動實(shí)例)=1\*GB3①火車轉(zhuǎn)彎=2\*GB3②汽車過拱橋、凹橋3=3\*GB3③飛機(jī)做俯沖運(yùn)動時,飛行員對座位的壓力。=4\*GB3④物體在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(汽車在水平公路轉(zhuǎn)彎,水平轉(zhuǎn)盤上的物體,繩拴著的物體在光滑水平面上繞繩的一端旋轉(zhuǎn))和物體在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(翻滾過山車、水流星、雜技節(jié)目中的飛車走壁等)。=5\*GB3⑤萬有引力——衛(wèi)星的運(yùn)動、庫侖力——電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力——帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的偏轉(zhuǎn)、重力與彈力的合力——錐擺、(關(guān)健要搞清楚向心力怎樣提供的)(1)火車轉(zhuǎn)彎:設(shè)火車彎道處內(nèi)外軌高度差為h,內(nèi)外軌間距L,轉(zhuǎn)彎半徑R。由于外軌略高于內(nèi)軌,使得火車所受重力和支持力的合力F合提供向心力。(是內(nèi)外軌對火車都無摩擦力的臨界條件)①當(dāng)火車行駛速率V等于V0時,F(xiàn)合=F向,內(nèi)外軌道對輪緣都沒有側(cè)壓力②當(dāng)火車行駛V大于V0時,F(xiàn)合<F向,外軌道對輪緣有側(cè)壓力,F(xiàn)合+N=③當(dāng)火車行駛速率V小于V0時,F(xiàn)合>F向,內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力,F(xiàn)合-N'=即當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時行駛速率不等于V0時,其向心力的變化可由內(nèi)外軌道對輪緣側(cè)壓力自行調(diào)節(jié),但調(diào)節(jié)程度不宜過大,以免損壞軌道?;疖囂崴倏吭龃筌壍腊霃交騼A角來實(shí)現(xiàn)(2)無支承的小球,在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動過最高點(diǎn)情況:受力:由mg+T=mv2/L知,小球速度越小,繩拉力或環(huán)壓力T越小,但T的最小值只能為零,此時小球以重力提供作向心力.結(jié)論:通過最高點(diǎn)時繩子(或軌道)對小球沒有力的作用(可理解為恰好通過或恰好通不過的條件),此時只有重力提供作向心力.注意討論:繩系小球從最高點(diǎn)拋出做圓周還是平拋運(yùn)動。能過最高點(diǎn)條件:V≥V臨(當(dāng)V≥V臨時,繩、軌道對球分別產(chǎn)生拉力、壓力)不能過最高點(diǎn)條件:V<V臨(實(shí)際上球還未到最高點(diǎn)就脫離了軌道)討論:=1\*GB3①恰能通過最高點(diǎn)時:mg=,臨界速度V臨=;可認(rèn)為距此點(diǎn)(或距圓的最低點(diǎn))處落下的物體。☆此時最低點(diǎn)需要的速度為V低臨=☆最低點(diǎn)拉力大于最高點(diǎn)拉力ΔF=6mg=2\*GB3②最高點(diǎn)狀態(tài):mg+T1=(臨界條件T1=0,臨界速度V臨=,V≥V臨才能通過)最低點(diǎn)狀態(tài):T2-mg=高到低過程機(jī)械能守恒:T2-T1=6mg(g可看為等效加速度)=2\*GB3②半圓:過程mgR=最低點(diǎn)T-mg=繩上拉力T=3mg;過低點(diǎn)的速度為V低=小球在與懸點(diǎn)等高處靜止釋放運(yùn)動到最低點(diǎn),最低點(diǎn)時的向心加速度a=2g=3\*GB3③與豎直方向成角下擺時,過低點(diǎn)的速度為V低=,此時繩子拉力T=mg(3-2cos)(3)有支承的小球,在豎直平面作圓周運(yùn)動過最高點(diǎn)情況:①臨界條件:桿和環(huán)對小球有支持力的作用當(dāng)V=0時,N=mg(可理解為小球恰好轉(zhuǎn)過或恰好轉(zhuǎn)不過最高點(diǎn))恰好過最高點(diǎn)時,此時從高到低過程mg2R=低點(diǎn):T-mg=mv2/RT=5mg;恰好過最高點(diǎn)時,此時最低點(diǎn)速度:V低=注意物理圓與幾何圓的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的區(qū)別:(以上規(guī)律適用于物理圓,但最高點(diǎn),最低點(diǎn),g都應(yīng)看成等效的情況)2.解決勻速圓周運(yùn)動問題的一般方法(1)明確研究對象,必要時將它從轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中隔離出來。(2)找出物體圓周運(yùn)動的軌道平面,從中找出圓心和半徑。(3)分析物體受力情況,千萬別臆想出一個向心力來。(4)建立直角坐標(biāo)系(以指向圓心方向?yàn)閤軸正方向)將力正交分解。(5)3.離心運(yùn)動在向心力公式Fn=mv2/R中,F(xiàn)n是物體所受合外力所能提供的向心力,mv2/R是物體作圓周運(yùn)動所需要的向心力。當(dāng)提供的向心力等于所需要的向心力時,物體將作圓周運(yùn)動;若提供的向心力消失或小于所需要的向心力時,物體將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動,即離心運(yùn)動。其中提供的向心力消失時,物體將沿切線飛去,離圓心越來越遠(yuǎn);提供的向心力小于所需要的向心力時,物體不會沿切線飛去,但沿切線和圓周之間的某條曲線運(yùn)動,逐漸遠(yuǎn)離圓心?!?斜面模型(搞清物體對斜面壓力為零的臨界條件)斜面固定:物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定=tg物體沿斜面勻速下滑或靜止>tg物體靜止于斜面<tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin一cos)◆╰α4╰α繩只能受拉力,桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。如圖:桿對球的作用力由運(yùn)動情況決定只有=arctg()時才沿桿方向最高點(diǎn)時桿對球的作用力;最低點(diǎn)時的速度?,桿的拉力?Em,qEm,qL·O假設(shè)單B下擺,最低點(diǎn)的速度VB=mgR=╰α整體下擺2mgR=mg+╰α=;=>VB=所以AB桿對B做正功,AB桿對A做負(fù)功5.通過輕繩連接的物體=1\*GB3①在沿繩連接方向(可直可曲),具有共同的v和a。特別注意:兩物體不在沿繩連接方向運(yùn)動時,先應(yīng)把兩物體的v和a在沿繩方向分解,求出兩物體的v和a的關(guān)系式,=2\*GB3②被拉直瞬間,沿繩方向的速度突然消失,此瞬間過程存在能量的損失。討論:若作圓周運(yùn)動最高點(diǎn)速度V0<,運(yùn)動情況為先平拋,繩拉直時沿繩方向的速度消失即是有能量損失,繩拉緊后沿圓周下落機(jī)械能守恒。而不能夠整個過程用機(jī)械能守恒。求水平初速及最低點(diǎn)時繩的拉力?換為繩時:先自由落體,在繩瞬間拉緊(沿繩方向的速度消失)有能量損失(即v1突然消失),再v2下擺機(jī)械能守恒例:擺球的質(zhì)量為m,從偏離水平方向30°的位置由靜釋放,設(shè)繩子為理想輕繩,求:小球運(yùn)動到最低點(diǎn)A時繩子受到的拉力是多少?◆5.超重失重模型系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或減速向下)F=m(g+a);向下失重(加速向下或減速上升)F=m(g-a)難點(diǎn):一個物體的運(yùn)動導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運(yùn)動1到2到3過程中(1、3除外)超重狀態(tài)繩剪斷后臺稱示數(shù)鐵木球的運(yùn)動系統(tǒng)重心向下加速用同體積的水去補(bǔ)充a圖9a圖9Fm斜面對地面的壓力?地面對斜面摩擦力?導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運(yùn)動?◆6.碰撞模型:兩個相當(dāng)重要典型的物理模型,后面的動量守恒中專題講解◆7.子彈打擊木塊模型:◆8.人船模型:一個原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng),在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對運(yùn)動的過程中,在此方向遵從=1\*GB3①動量守恒方程:mv=MV;ms=MS;=2\*GB3②位移關(guān)系方程s+S=ds=M/m=Lm/LM載人氣球原靜止于高h(yuǎn)的高空,氣球質(zhì)量為M,人的質(zhì)量為m.若人沿繩梯滑至地面,則繩梯至少為多長?20mS1S2M20mS1S2MmOR◆9.彈簧振子模型:F=-Kx(X、F、a、v、A、T、f、EK、EP等量的變化規(guī)律)水平型或豎直型◆10.單擺模型:T=2(類單擺)利用單擺測重力加速度◆11.波動模型:特點(diǎn):傳播的是振動形式和能量,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動并不隨波遷移。=1\*GB3①各質(zhì)點(diǎn)都作受迫振動,=2\*GB3②起振方向與振源的起振方向相同,=3\*GB3③離源近的點(diǎn)先振動,=4\*GB3④沒波傳播方向上兩點(diǎn)的起振時間差=波在這段距離內(nèi)傳播的時間=5\*GB3⑤波源振幾個周期波就向外傳幾個波長。=6\*GB3⑥波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì),頻率不改變,波速v=s/t=/T=f波速與振動速度的區(qū)別波動與振動的區(qū)別:波的傳播方向質(zhì)點(diǎn)的振動方向(同側(cè)法)知波速和波形畫經(jīng)過Δt后的波形(特殊點(diǎn)畫法和去整留零法)0Ftt或s◆0Ftt或s明確:點(diǎn)、線、面積、斜率、截距、交點(diǎn)的含義中學(xué)物理中重要的圖象=1\*GB2⑴運(yùn)動學(xué)中的s-t圖、v-t圖、振動圖象x-t圖以及波動圖象y-x圖等。=2\*GB2⑵電學(xué)中的電場線分布圖、磁感線分布圖、等勢面分布圖、交流電圖象、電磁振蕩i-t圖等。=3\*GB2⑶實(shí)驗(yàn)中的圖象:如驗(yàn)證牛頓第二定律時要用到a-F圖象、F-1/m圖象;用“伏安法”測電阻時要畫I-U圖象;測電源電動勢和內(nèi)電阻時要畫U-I圖;用單擺測重力加速度時要畫的圖等。=4\*GB2⑷在各類習(xí)題中出現(xiàn)的圖象:如力學(xué)中的F-t圖、電磁振蕩中的q-t圖、電學(xué)中的P-R圖、電磁感應(yīng)中的Φ-t圖、E-t圖等。●模型法常常有下面三種情況(1)“對象模型”:即把研究的對象的本身理想化.用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對象的實(shí)體系統(tǒng),稱為對象模型(也可稱為概念模型),實(shí)際物體在某種條件下的近似與抽象,如質(zhì)點(diǎn)、光滑平面、理想氣體、理想電表等;常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、輕繩或桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質(zhì)等;(2)條件模型:把研究對象所處的外部條件理想化.排除外部條件中干擾研究對象運(yùn)動變化的次要因素,突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面,從而建立的物理模型稱為條件模型.(3)過程模型:把具體過理過程純粹化、理想化后抽象出來的一種物理過程,稱過程模型理想化了的物理現(xiàn)象或過程,如勻速直線運(yùn)動、自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動、平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、簡諧運(yùn)動等。有些題目所設(shè)物理模型是不清晰的,不宜直接處理,但只要抓住問題的主要因素,忽略次要因素,恰當(dāng)?shù)膶?fù)雜的對象或過程向隱含的理想化模型轉(zhuǎn)化,就能使問題得以解決。審視物理情景審視物理情景構(gòu)建物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題還原為物理結(jié)論原始的物理模型可分為如下兩類:對象模型(質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想電表、理想變壓器、勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場、點(diǎn)光源、光線、原子模型等)對象模型(質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想電表、理想變壓器、勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場、點(diǎn)光源、光線、原子模型等)過程模型(勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、平拋運(yùn)動、簡諧運(yùn)動、簡諧波、彈性碰撞、自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動等)物理模型物理解題方法:如整體法、假設(shè)法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等.知識分類舉要力的瞬時性(產(chǎn)生a)F=ma、運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化牛頓第二定律1.力的三種效應(yīng):時間積累效應(yīng)(沖量)I=Ft、動量發(fā)生變化動量定理空間積累效應(yīng)(做功)w=Fs動能發(fā)生變化動能定理2.動量觀點(diǎn):動量(狀態(tài)量):p=mv=沖量(過程量):I=Ft動量定理:內(nèi)容:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化。公式:F合t=mv’一mv(解題時受力分析和正方向的規(guī)定是關(guān)鍵)I=F合t=F1t1+F2t2+=p=P末-P初=mv末-mv初動量守恒定律:內(nèi)容、守恒條件、不同的表達(dá)式及含義:;;內(nèi)容:相互作用的物體系統(tǒng),如果不受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動量保持不變。(研究對象:相互作用的兩個物體或多個物體所組成的系統(tǒng))守恒條件:=1\*GB3①系統(tǒng)不受外力作用。(理想化條件)=2\*GB3②系統(tǒng)受外力作用,但合外力為零。=3\*GB3③系統(tǒng)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。=4\*GB3④系統(tǒng)在某一個方向的合外力為零,在這個方向的動量守恒。=5\*GB3⑤全過程的某一階段系統(tǒng)受合外力為零,該階段系統(tǒng)動量守恒,即:原來連在一起的系統(tǒng)勻速或靜止(受合外力為零),分開后整體在某階段受合外力仍為零,可用動量守恒。例:火車在某一恒定牽引力作用下拖著拖車勻速前進(jìn),拖車在脫勾后至停止運(yùn)動前的過程中(受合外力為零)動量守恒“動量守恒定律”、“動量定理”不僅適用于短時間的作用,也適用于長時間的作用。不同的表達(dá)式及含義(各種表達(dá)式的中文含義):P=P′或P1+P2=P1′+P2′ 或 m1V1+m2V2=m1V1′+m2V2′(系統(tǒng)相互作用前的總動量P等于相互作用后的總動量P′)ΔP=0 (系統(tǒng)總動量變化為0)ΔP=-ΔP' (兩物體動量變化大小相等、方向相反)如果相互作用的系統(tǒng)由兩個物體構(gòu)成,動量守恒的實(shí)際應(yīng)用中的具體表達(dá)式為m1v1+m2v2=;0=m1v1+m2v2m1v1+m2v2=(m1+m2)v共原來以動量(P)運(yùn)動的物體,若其獲得大小相等、方向相反的動量(-P),是導(dǎo)致物體靜止或反向運(yùn)動的臨界條件。即:P+(-P)=0注意理解四性:系統(tǒng)性、矢量性、同時性、相對性系統(tǒng)性:研究對象是某個系統(tǒng)、研究的是某個過程矢量性:對一維情況,先選定某一方向?yàn)檎较?,速度方向與正方向相同的速度取正,反之取負(fù),再把矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。,引入正負(fù)號轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。不注意正方向的設(shè)定,往往得出錯誤結(jié)果。一旦方向搞錯,問題不得其解相對性:所有速度必須是相對同一慣性參照系。同時性:v1、v2是相互作用前同一時刻的速度,v1'、v2'是相互作用后同一時刻的速度。解題步驟:選對象,劃過程,受力分析.所選對象和過程符合什么規(guī)律?用何種形式列方程(先要規(guī)定正方向)求解并討論結(jié)果。動量定理說的是物體動量的變化量跟總沖量的矢量相等關(guān)系;動量守恒定律說的是存在內(nèi)部相互作用的物體系統(tǒng)在作用前后或作用過程中各物體動量的矢量和保持不變的關(guān)系?!?.碰撞模型和◆8子彈打擊木塊模型專題:碰撞特點(diǎn)=1\*GB3①動量守恒=2\*GB3②碰后的動能不可能比碰前大=3\*GB3③對追及碰撞,碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度?!魪椥耘鲎玻簭椥耘鲎矐?yīng)同時滿足:(這個結(jié)論最好背下來,以后經(jīng)常要用到。)討論:=1\*GB3①一動一靜且二球質(zhì)量相等時的彈性正碰:速度交換=2\*GB3②大碰小一起向前;質(zhì)量相等,速度交換;小碰大,向后返。=3\*GB3③原來以動量(P)運(yùn)動的物體,若其獲得等大反向的動量時,是導(dǎo)致物體靜止或反向運(yùn)動的臨界條件?!簟耙粍右混o”彈性碰撞規(guī)律:即m2v2=0;=0代入(1)、(2)式解得:v1'=(主動球速度下限)v2'=(被碰球速度上限)討論(1):當(dāng)m1>m2時,v1'>0,v2'>0v1′與v1方向一致;當(dāng)m1>>m2時,v1'≈v1,v2'≈2v1(高射炮打蚊子)當(dāng)m1=m2時,v1'=0,v2'=v1即m1與m2交換速度當(dāng)m1<m2時,v1'<0(反彈),v2'>0v2′與v1同向;當(dāng)m1<<m2時,v1'≈-v1,v2'≈0(乒乓球撞鉛球)討論(2):被碰球2獲最大速度、最大動量、最大動能的條件為A.初速度v1一定,當(dāng)m1>>m2時,v2'≈2v1B.初動量p1一定,由p2'=m2v2'=,可見,當(dāng)m1<<m2時,p2'≈2m1v1=2p1C.初動能EK1一定,當(dāng)m1=m2時,EK2'=EK1◆完全非彈性碰撞應(yīng)滿足:◆一動一靜的完全非彈性碰撞(子彈打擊木塊模型)是高中物理的重點(diǎn)。特點(diǎn):碰后有共同速度,或兩者的距離最大(最小)或系統(tǒng)的勢能最大等等多種說法.(主動球速度上限,被碰球速度下限)討論:=1\*GB3①E損可用于克服相對運(yùn)動時的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能E損=fd相=mg·d相=一=d相===2\*GB3②也可轉(zhuǎn)化為彈性勢能;=3\*GB3③轉(zhuǎn)化為電勢能、電能發(fā)熱等等;(通過電場力或安培力做功)由上可討論主動球、被碰球的速度取值范圍“碰撞過程”中四個有用推論推論一:彈性碰撞前、后,雙方的相對速度大小相等,即:u2-u1=υ1-υ2推論二:當(dāng)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰時,速度互換。推論三:完全非彈性碰撞碰后的速度相等ABv0推論四:碰撞過程受(動量守恒)(能量不會增加)和(ABv0v0ABv0AB1Av0vsMv0L其它的碰撞模型:證明:完全非彈性碰撞過程中機(jī)械能損失最大。證明:碰撞過程中機(jī)械能損失表為:△E=m1υ12+m2υ22―m1u12―m2u22由動量守恒的表達(dá)式中得:u2=(m1υ1+m2υ2-m1u1)代入上式可將機(jī)械能的損失△E表為u1的函數(shù)為:△E=-u12-u1+[(m1υ12+m2υ22)-(m1υ1+m2υ2)2]這是一個二次項(xiàng)系數(shù)小于零的二次三項(xiàng)式,顯然:當(dāng)u1=u2=時,即當(dāng)碰撞是完全非彈性碰撞時,系統(tǒng)機(jī)械能的損失達(dá)到最大值Em=m1υ12+m2υ22-子彈打木塊模型:物理學(xué)中最為典型的碰撞模型(一定要掌握)子彈擊穿木塊時,兩者速度不相等;子彈未擊穿木塊時,兩者速度相等.這兩種情況的臨界情況是:當(dāng)子彈從木塊一端到達(dá)另一端,相對木塊運(yùn)動的位移等于木塊長度時,兩者速度相等.例題:設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊,并留在木塊中不再射出,子彈鉆入木塊深度為d。求木塊對子彈的平均阻力的大小和該過程中木塊前進(jìn)的距離。解析:子彈和木塊最后共同運(yùn)動,相當(dāng)于完全非彈性碰撞。從動量的角度看,子彈射入木塊過程中系統(tǒng)動量守恒:從能量的角度看,該過程系統(tǒng)損失的動能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。設(shè)平均阻力大小為f,設(shè)子彈、木塊的位移大小分別為s1、s2,如圖所示,顯然有s1-s2=d對子彈用動能定理:…………………①對木塊用動能定理:…………②①、②相減得:………………③③式意義:fd恰好等于系統(tǒng)動能的損失;根據(jù)能量守恒定律,系統(tǒng)動能的損失應(yīng)該等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加;可見,即兩物體由于相對運(yùn)動而摩擦產(chǎn)生的熱(機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能),等于摩擦力大小與兩物體相對滑動的路程的乘積(由于摩擦力是耗散力,摩擦生熱跟路徑有關(guān),所以這里應(yīng)該用路程,而不是用位移)。由上式不難求得平均阻力的大小:至于木塊前進(jìn)的距離s2,可以由以上②、③相比得出:從牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式出發(fā),也可以得出同樣的結(jié)論。試試推理。由于子彈和木塊都在恒力作用下做勻變速運(yùn)動,位移與平均速度成正比:一般情況下,所以s2<<d。這說明在子彈射入木塊過程中木塊的位移很小,可以忽略不計。這就為分階段處理問題提供了依據(jù)。象這種運(yùn)動物體與靜止物體相互作用,動量守恒,最后共同運(yùn)動的類型,全過程動能的損失量可用公式:………④當(dāng)子彈速度很大時,可能射穿木塊,這時末狀態(tài)子彈和木塊的速度大小不再相等,但穿透過程中系統(tǒng)動量仍然守恒,系統(tǒng)動能損失仍然是ΔEK=fd(這里的d為木塊的厚度),但由于末狀態(tài)子彈和木塊速度不相等,所以不能再用④式計算ΔEK的大小。做這類題目時一定要畫好示意圖,把各種數(shù)量關(guān)系和速度符號標(biāo)在圖上,以免列方程時帶錯數(shù)據(jù)。以上所列舉的人、船模型的前提是系統(tǒng)初動量為零。如果發(fā)生相互作用前系統(tǒng)就具有一定的動量,那就不能再用m1v1=m2v2這種形式列方程,而要利用(m1+m2)v0=m1v1+m2v2列式。特別要注意各種能量間的相互轉(zhuǎn)化3.功與能觀點(diǎn):求功方法單位:Jev=1.9×10-19J度=kwh=3.6×106J1u=931.5Mev⊙力學(xué):=1\*GB3①W=Fscos(適用于恒力功的計算)=1\*GB3①理解正功、零功、負(fù)功=2\*GB3②功是能量轉(zhuǎn)化的量度=2\*GB3②W=P·t(p===Fv)功率:P=(在t時間內(nèi)力對物體做功的平均功率)P=Fv(F為牽引力,不是合外力;V為即時速度時,P為即時功率.V為平均速度時,P為平均功率.P一定時,F與V成正比)動能:EK=重力勢能Ep=mgh(凡是勢能與零勢能面的選擇有關(guān))=3\*GB3③動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化(增量)公式:W合=W合=W1+W2+…+Wn=Ek=Ek2一Ek1==1\*GB2⑴W合為外力所做功的代數(shù)和.(W可以不同的性質(zhì)力做功)=2\*GB2⑵外力既可以有幾個外力同時作用,也可以是各外力先后作用或在不同過程中作用:=3\*GB2⑶既為物體所受合外力的功。=4\*GB3④功是能量轉(zhuǎn)化的量度(最易忽視)主要形式有:慣穿整個高中物理的主線“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一基本概念含義理解。=1\*GB2⑴重力的功量度重力勢能的變化物體重力勢能的增量由重力做的功來量度:WG=-ΔEP,這就是勢能定理。與勢能相關(guān)的力做功特點(diǎn):如重力,彈力,分子力,電場力它們做功與路徑無關(guān),只與始末位置有關(guān).除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機(jī)械能;這就是機(jī)械能定理。只有重力做功時系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。=2\*GB2⑵電場力的功量度電勢能的變化=3\*GB2⑶分子力的功量度分子勢能的變化=4\*GB2⑷合外力的功量度動能的變化;這就是動能定理。=5\*GB2⑸摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內(nèi)能(發(fā)熱)=6\*GB2⑹一對互為作用力反作用力的摩擦力做的總功,用來量度該過程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能,也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。fd=Q(d為這兩個物體間相對移動的路程)?!褵釋W(xué):ΔE=Q+W(熱力學(xué)第一定律)⊙電學(xué):WAB=qUAB=F電dE=qEdE動能(導(dǎo)致電勢能改變)W=QU=UIt=I2Rt=U2t/RQ=I2RtE=I(R+r)=u外+u內(nèi)=u外+IrP電源t=uIt+E其它P電源=IE=IU+I2Rt⊙磁學(xué):安培力功W=F安d=BILd內(nèi)能(發(fā)熱)⊙光學(xué):單個光子能量E=hγ一束光能量E總=Nhγ(N為光子數(shù)目)

光電效應(yīng)=hγ-W0躍遷規(guī)律:hγ=E末-E初輻射或吸收光子⊙原子:質(zhì)能方程:E=mc2ΔE=Δmc2注意單位的轉(zhuǎn)換換算機(jī)械能守恒定律:機(jī)械能=動能+重力勢能+彈性勢能(條件:系統(tǒng)只有內(nèi)部的重力或彈力做功).守恒條件:(功角度)只有重力和彈簧的彈力做功;(能轉(zhuǎn)化角度)只發(fā)生動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化?!爸挥兄亓ψ龉Α薄佟爸皇苤亓ψ饔谩?。在某過程中物體可以受其它力的作用,只要這些力不做功,或所做功的代數(shù)和為零,就可以認(rèn)為是“只有重力做功”。列式形式:E1=E2(先要確定零勢面)P減(或增)=E增(或減)EA減(或增)=EB增(或減)mgh1+或者Ep減=Ek增 除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機(jī)械能;滑動摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內(nèi)能(發(fā)熱)4.功能關(guān)系:功是能量轉(zhuǎn)化的量度。有兩層含義:(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程,(2)做功的多少決定了能轉(zhuǎn)化的數(shù)量,即:功是能量轉(zhuǎn)化的量度強(qiáng)調(diào):功是一種過程量,它和一段位移(一段時間)相對應(yīng);而能是一種狀態(tài)量,它與一個時刻相對應(yīng)。兩者的單位是相同的(都是J),但不能說功就是能,也不能說“功變成了能”。做功的過程是物體能量的轉(zhuǎn)化過程,做了多少功,就有多少能量發(fā)生了變化,功是能量轉(zhuǎn)化的量度.(1)動能定理合外力對物體做的總功=物體動能的增量.即(2)與勢能相關(guān)力做功導(dǎo)致與之相關(guān)的勢能變化重力重力對物體所做的功=物體重力勢能增量的負(fù)值.即WG=EP1—EP2=—ΔEP重力做正功,重力勢能減少;重力做負(fù)功,重力勢能增加.彈簧彈力彈力對物體所做的功=物體彈性勢能增量的負(fù)值.即W彈力=EP1—EP2=—ΔEP彈力做正功,彈性勢能減少;彈力做負(fù)功,彈性勢能增加.分子力分子力對分子所做的功=分子勢能增量的負(fù)值電場力電場力對電荷所做的功=電荷電勢能增量的負(fù)值電場力做正功,電勢能減少;電場力做負(fù)功,電勢能增加。注意:電荷的正負(fù)及移動方向(3)機(jī)械能變化原因除重力(彈簧彈力)以外的的其它力對物體所做的功=物體機(jī)械能的增量即WF=E2—E1=ΔE當(dāng)除重力(或彈簧彈力)以外的力對物體所做的功為零時,即機(jī)械能守恒(4)機(jī)械能守恒定律在只有重力和彈簧的彈力做功的物體系內(nèi),動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變.即EK2+EP2=EK1+EP1,或ΔEK=—ΔEP(5)靜摩擦力做功的特點(diǎn)(1)靜摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;(2)在靜摩擦力做功的過程中,只有機(jī)械能的互相轉(zhuǎn)移,而沒有機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,靜摩擦力只起著傳遞機(jī)械能的作用;(3)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對靜摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總是等于零.(6)滑動摩擦力做功特點(diǎn)“摩擦所產(chǎn)生的熱”(1)滑動摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;=滑動摩擦力跟物體間相對路程的乘積,即一對滑動摩擦力所做的功(2)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對滑動摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總表現(xiàn)為負(fù)功,其大小為:W=—fS相對=Q對系統(tǒng)做功的過程中,系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,(S相對為相互摩擦的物體間的相對位移;若相對運(yùn)動有往復(fù)性,則S相對為相對運(yùn)動的路程)(7)一對作用力與反作用力做功的特點(diǎn)(1)作用力做正功時,反作用力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;作用力做負(fù)功、不做功時,反作用力亦同樣如此.(2)一對作用力與反作用力對系統(tǒng)所做功的總和可以是正功,也可以是負(fù)功,還可以零.(8)熱學(xué)外界對氣體做功外界對氣體所做的功W與氣體從外界所吸收的熱量Q的和=氣體內(nèi)能的變化W+Q=△U(熱力學(xué)第一定律,能的轉(zhuǎn)化守恒定律)(9)電場力做功W=qu=qEd=F電SE(與路徑無關(guān))(10)電流做功(1)在純電阻電路中(電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率)(2)在電解槽電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率+轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的的功率(3)在電動機(jī)電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率與輸出的機(jī)械功率之和P電源t=uIt=+E其它;W=IUt(11)安培力做功安培力所做的功對應(yīng)著電能與其它形式的能的相互轉(zhuǎn)化,即W安=△E電,安培力做正功,對應(yīng)著電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(如電動機(jī)模型);克服安培力做功,對應(yīng)著其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能(如發(fā)電機(jī)模型);且安培力作功的絕對值,等于電能轉(zhuǎn)化的量值,W=F安d=BILd內(nèi)能(發(fā)熱)(12)洛侖茲力永不做功洛侖茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小。(13)光學(xué)光子的能量:E光子=hγ;一束光能量E光=N×hγ(N指光子數(shù)目)在光電效應(yīng)中,光子的能量hγ=W+(14)原子物理原子輻射光子的能量hγ=E初—E末,原子吸收光子的能量hγ=E末—E初愛因斯坦質(zhì)能方程:E=mc2(15)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律對于所有參與相互作用的物體所組成的系統(tǒng),其中每一個物體的能量數(shù)值及形式都可能發(fā)生變化,但系統(tǒng)內(nèi)所有物體的各種形式能量的總合保持不變功和能的關(guān)系貫穿整個物理學(xué)?,F(xiàn)歸類整理如下:常見力做功與對應(yīng)能的關(guān)系常見的幾種力做功能量關(guān)系數(shù)量關(guān)系式力的種類做功的正負(fù)對應(yīng)的能量變化情況①重力mg+重力勢能EP減小mgh=–ΔEP–增加②彈簧的彈力kx+彈性勢能E彈性減小W彈=–ΔE彈性–增加③分子力F分子+分子勢能E分子減小W分子力=–ΔE分子–增加④電場力Eq+電勢能E電勢減小qU=–ΔE電勢–增加⑤滑動摩擦力f–內(nèi)能Q增加fs相對=Q⑥感應(yīng)電流的安培力F安培–電能E電增加W安培力=ΔE電⑦合力F合+動能Ek增加W合=ΔEk–減小⑧重力以外的力F+機(jī)械能E機(jī)械增加WF=ΔE機(jī)械–減小汽車的啟動問題:具體變化過程可用如下示意圖表示.關(guān)鍵是發(fā)動機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率,恒定功恒定功率啟動速度V↑F=↓a=當(dāng)a=0即F=f時,v達(dá)到最大vm保持vm勻速∣→→→變加速直線運(yùn)動→→→→→→→∣→→→→勻速直線運(yùn)動→→……恒定加速度啟動恒定加速度啟動a定=即F一定P↑=F定v↑即P隨v的增大而增大當(dāng)a=0時,v達(dá)到最大vm,此后勻速當(dāng)P=P額時a定=≠0,v還要增大F=a=∣→→勻加速直線運(yùn)動→→→→∣→→→變加速(a↓)運(yùn)動→→→→→∣→勻速運(yùn)動→(1)若額定功率下起動,則一定是變加速運(yùn)動,因?yàn)闋恳﹄S速度的增大而減?。蠼鈺r不能用勻變速運(yùn)動的規(guī)律來解.(2)特別注意勻加速起動時,牽引力恒定.當(dāng)功率隨速度增至預(yù)定功率時的速度(勻加速結(jié)束時的速度),并不是車行的最大速度.此后,車仍要在額定功率下做加速度減小的加速運(yùn)動(這階段類同于額定功率起動)直至a=0時速度達(dá)到最大.◆1.連接體模型:是指運(yùn)動中幾個物體或疊放在一起、或并排擠放在一起、或用細(xì)繩、細(xì)桿聯(lián)系在一起的物體組。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。整體法是指連接體內(nèi)的物體間無相對運(yùn)動時,可以把物體組作為整體,對整體用牛二定律列方程隔離法是指在需要求連接體內(nèi)各部分間的相互作用(如求相互間的壓力或相互間的摩擦力等)時,把某物體從連接體中隔離出來進(jìn)行分析的方法。連接體的圓周運(yùn)動:兩球有相同的角速度;兩球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒(單個球機(jī)械能不守恒)m1m2與運(yùn)動方向和有無摩擦(m1m2平面、斜面、豎直都一樣。只要兩物體保持相對靜止記?。篘=(N為兩物體間相互作用力),一起加速運(yùn)動的物體的分子m1F2和m2F1兩項(xiàng)的規(guī)律并能應(yīng)用討論:=1\*GB3①F1≠0;F2=0N=m2m2m1F=2\*GB3②F1≠0;F2≠0N=(就是上面的情況)F=F=F=F1>F2m1>m2N1<N2(為什么)N5對6=(m為第6個以后的質(zhì)量)第12對13的作用力N12對13=◆2.水流星模型(豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動——是典型的變速圓周運(yùn)動)研究物體通過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況,并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運(yùn)動實(shí)例)=1\*GB3①火車轉(zhuǎn)彎=2\*GB3②汽車過拱橋、凹橋3=3\*GB3③飛機(jī)做俯沖運(yùn)動時,飛行員對座位的壓力。=4\*GB3④物體在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(汽車在水平公路轉(zhuǎn)彎,水平轉(zhuǎn)盤上的物體,繩拴著的物體在光滑水平面上繞繩的一端旋轉(zhuǎn))和物體在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(翻滾過山車、水流星、雜技節(jié)目中的飛車走壁等)。=5\*GB3⑤萬有引力——衛(wèi)星的運(yùn)動、庫侖力——電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力——帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的偏轉(zhuǎn)、重力與彈力的合力——錐擺、(關(guān)健要搞清楚向心力怎樣提供的)(1)火車轉(zhuǎn)彎:設(shè)火車彎道處內(nèi)外軌高度差為h,內(nèi)外軌間距L,轉(zhuǎn)彎半徑R。由于外軌略高于內(nèi)軌,使得火車所受重力和支持力的合力F合提供向心力。(是內(nèi)外軌對火車都無摩擦力的臨界條件)①當(dāng)火車行駛速率V等于V0時,F(xiàn)合=F向,內(nèi)外軌道對輪緣都沒有側(cè)壓力②當(dāng)火車行駛V大于V0時,F(xiàn)合<F向,外軌道對輪緣有側(cè)壓力,F(xiàn)合+N=③當(dāng)火車行駛速率V小于V0時,F(xiàn)合>F向,內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力,F(xiàn)合-N'=即當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時行駛速率不等于V0時,其向心力的變化可由內(nèi)外軌道對輪緣側(cè)壓力自行調(diào)節(jié),但調(diào)節(jié)程度不宜過大,以免損壞軌道。火車提速靠增大軌道半徑或傾角來實(shí)現(xiàn)(2)無支承的小球,在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動過最高點(diǎn)情況:受力:由mg+T=mv2/L知,小球速度越小,繩拉力或環(huán)壓力T越小,但T的最小值只能為零,此時小球以重力提供作向心力.結(jié)論:通過最高點(diǎn)時繩子(或軌道)對小球沒有力的作用(可理解為恰好通過或恰好通不過的條件),此時只有重力提供作向心力.注意討論:繩系小球從最高點(diǎn)拋出做圓周還是平拋運(yùn)動。能過最高點(diǎn)條件:V≥V臨(當(dāng)V≥V臨時,繩、軌道對球分別產(chǎn)生拉力、壓力)不能過最高點(diǎn)條件:V<V臨(實(shí)際上球還未到最高點(diǎn)就脫離了軌道)討論:=1\*GB3①恰能通過最高點(diǎn)時:mg=,臨界速度V臨=;可認(rèn)為距此點(diǎn)(或距圓的最低點(diǎn))處落下的物體?!畲藭r最低點(diǎn)需要的速度為V低臨=☆最低點(diǎn)拉力大于最高點(diǎn)拉力ΔF=6mg=2\*GB3②最高點(diǎn)狀態(tài):mg+T1=(臨界條件T1=0,臨界速度V臨=,V≥V臨才能通過)最低點(diǎn)狀態(tài):T2-mg=高到低過程機(jī)械能守恒:T2-T1=6mg(g可看為等效加速度)=2\*GB3②半圓:過程mgR=最低點(diǎn)T-mg=繩上拉力T=3mg;過低點(diǎn)的速度為V低=小球在與懸點(diǎn)等高處靜止釋放運(yùn)動到最低點(diǎn),最低點(diǎn)時的向心加速度a=2g=3\*GB3③與豎直方向成角下擺時,過低點(diǎn)的速度為V低=,此時繩子拉力T=mg(3-2cos)(3)有支承的小球,在豎直平面作圓周運(yùn)動過最高點(diǎn)情況:①臨界條件:桿和環(huán)對小球有支持力的作用當(dāng)V=0時,N=mg(可理解為小球恰好轉(zhuǎn)過或恰好轉(zhuǎn)不過最高點(diǎn))恰好過最高點(diǎn)時,此時從高到低過程mg2R=低點(diǎn):T-mg=mv2/RT=5mg;恰好過最高點(diǎn)時,此時最低點(diǎn)速度:V低=注意物理圓與幾何圓的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的區(qū)別:(以上規(guī)律適用于物理圓,但最高點(diǎn),最低點(diǎn),g都應(yīng)看成等效的情況)2.解決勻速圓周運(yùn)動問題的一般方法(1)明確研究對象,必要時將它從轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中隔離出來。(2)找出物體圓周運(yùn)動的軌道平面,從中找出圓心和半徑。(3)分析物體受力情況,千萬別臆想出一個向心力來。(4)建立直角坐標(biāo)系(以指向圓心方向?yàn)閤軸正方向)將力正交分解。(5)3.離心運(yùn)動在向心力公式Fn=mv2/R中,F(xiàn)n是物體所受合外力所能提供的向心力,mv2/R是物體作圓周運(yùn)動所需要的向心力。當(dāng)提供的向心力等于所需要的向心力時,物體將作圓周運(yùn)動;若提供的向心力消失或小于所需要的向心力時,物體將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動,即離心運(yùn)動。其中提供的向心力消失時,物體將沿切線飛去,離圓心越來越遠(yuǎn);提供的向心力小于所需要的向心力時,物體不會沿切線飛去,但沿切線和圓周之間的某條曲線運(yùn)動,逐漸遠(yuǎn)離圓心?!?斜面模型(搞清物體對斜面壓力為零的臨界條件)斜面固定:物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定=tg物體沿斜面勻速下滑或靜止>tg物體靜止于斜面<tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin一cos)◆╰α╰α繩只能受拉力,桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。如圖:桿對球的作用力由運(yùn)動情況決定只有=arctg()時才沿桿方向最高點(diǎn)時桿對球的作用力;最低點(diǎn)時的速度?,桿的拉力?Em,qLEm,qL·O假設(shè)單B下擺,最低點(diǎn)的速度VB=mgR=╰α整體下擺2mgR=mg+╰α=;=>VB=所以AB桿對B做正功,AB桿對A做負(fù)功5.通過輕繩連接的物體=1\*GB3①在沿繩連接方向(可直可曲),具有共同的v和a。特別注意:兩物體不在沿繩連接方向運(yùn)動時,先應(yīng)把兩物體的v和a在沿繩方向分解,求出兩物體的v和a的關(guān)系式,=2\*GB3②被拉直瞬間,沿繩方向的速度突然消失,此瞬間過程存在能量的損失。討論:若作圓周運(yùn)動最高點(diǎn)速度V0<,運(yùn)動情況為先平拋,繩拉直時沿繩方向的速度消失即是有能量損失,繩拉緊后沿圓周下落機(jī)械能守恒。而不能夠整個過程用機(jī)械能守恒。求水平初速及最低點(diǎn)時繩的拉力?換為繩時:先自由落體,在繩瞬間拉緊(沿繩方向的速度消失)有能量損失(即v1突然消失),再v2下擺機(jī)械能守恒例:擺球的質(zhì)量為m,從偏離水平方向30°的位置由靜釋放,設(shè)繩子為理想輕繩,求:小球運(yùn)動到最低點(diǎn)A時繩子受到的拉力是多少?◆5.超重失重模型系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或減速向下)F=m(g+a);向下失重(加速向下或減速上升)F=m(g-a)難點(diǎn):一個物體的運(yùn)動導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運(yùn)動1到2到3過程中(1、3除外)超重狀態(tài)繩剪斷后臺稱示數(shù)鐵木球的運(yùn)動系統(tǒng)重心向下加速用同體積的水去補(bǔ)充a圖9a圖9Fm斜面對地面的壓力?地面對斜面摩擦力?導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運(yùn)動?◆6.碰撞模型:兩個相當(dāng)重要典型的物理模型,后面的動量守恒中專題講解◆7.子彈打擊木塊模型:◆8.人船模型:一個原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng),在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對運(yùn)動的過程中,在此方向遵從=1\*GB3①動量守恒方程:mv=MV;ms=MS;=2\*GB3②位移關(guān)系方程s+S=ds=M/m=Lm/LM載人氣球原靜止于高h(yuǎn)的高空,氣球質(zhì)量為M,人的質(zhì)量為m.若人沿繩梯滑至地面,則繩梯至少為多長?20mS1S2M20mS1S2MmOR◆9.彈簧振子模型:F=-Kx(X、F、a、v、A、T、f、EK、EP等量的變化規(guī)律)水平型或豎直型◆10.單擺模型:T=2(類單擺)利用單擺測重力加速度◆11.波動模型:特點(diǎn):傳播的是振動形式和能量,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動并不隨波遷移。=1\*GB3①各質(zhì)點(diǎn)都作受迫振動,=2\*GB3②起振方向與振源的起振方向相同,=3\*GB3③離源近的點(diǎn)先振動,=4\*GB3④沒波傳播方向上兩點(diǎn)的起振時間差=波在這段距離內(nèi)傳播的時間=5\*GB3⑤波源振幾個周期波就向外傳幾個波長。=6\*GB3⑥波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì),頻率不改變,波速v=s/t=/T=f波速與振動速度的區(qū)別波動與振動的區(qū)別:波的傳播方向質(zhì)點(diǎn)的振動方向(同側(cè)法)知波速和波形畫經(jīng)過Δt后的波形(特殊點(diǎn)畫法和去整留零法)0Ftt或s0Ftt或s明確:點(diǎn)、線、面積、斜率、截距、交點(diǎn)的含義中學(xué)物理中重要的圖象=1\*GB2⑴運(yùn)動學(xué)中的s-t圖、v-t圖、振動圖象x-t圖以及波動圖象y-x圖等。=2\*GB2⑵電學(xué)中的電場線分布圖、磁感線分布圖、等勢面分布圖、交流電圖象、電磁振蕩i-t圖等。=3\*GB2⑶實(shí)驗(yàn)中的圖象:如驗(yàn)證牛頓第二定律時要用到a-F圖象、F-1/m圖象;用“伏安法”測電阻時要畫I-U圖象;測電源電動勢和內(nèi)電阻時要畫U-I圖;用單擺測重力加速度時要畫的圖等。=4\*GB2⑷在各類習(xí)題中出現(xiàn)的圖象:如力學(xué)中的F-t圖、電磁振蕩中的q-t圖、電學(xué)中的P-R圖、電磁感應(yīng)中的Φ-t圖、E-t圖等?!衲P头ǔ3S邢旅嫒N情況(1)“對象模型”:即把研究的對象的本身理想化.用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對象的實(shí)體系統(tǒng),稱為對象模型(也可稱為概念模型),實(shí)際物體在某種條件下的近似與抽象,如質(zhì)點(diǎn)、光滑平面、理想氣體、理想電表等;常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、輕繩或桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質(zhì)等;(2)條件模型:把研究對象所處的外部條件理想化.排除外部條件中干擾研究對象運(yùn)動變化的次要因素,突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面,從而建立的物理模型稱為條件模型.(3)過程模型:把具體過理過程純粹化、理想化后抽象出來的一種物理過程,稱過程模型理想化了的物理現(xiàn)象或過程,如勻速直線運(yùn)動、自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動、平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、簡諧運(yùn)動等。有些題目所設(shè)物理模型是不清晰的,不宜直接處理,但只要抓住問題的主要因素,忽略次要因素,恰當(dāng)?shù)膶?fù)雜的對象或過程向隱含的理想化模型轉(zhuǎn)化,就能使問題得以解決。審視物理情景審視物理情景構(gòu)建物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題還原為物理結(jié)論原始的物理模型可分為如下兩類:對象模型(質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想電表、理想變壓器、勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場、點(diǎn)光源、光線、原子模型等)對象模型(質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想電表、理想變壓器、勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場、點(diǎn)光源、光線、原子模型等)過程模型(勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、平拋運(yùn)動、簡諧運(yùn)動、簡諧波、彈性碰撞、自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動等)物理模型物理解題方法:如整體法、假設(shè)法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等.知識分類舉要力的瞬時性(產(chǎn)生a)F=ma、運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化牛頓第二定律1.力的三種效應(yīng):時間積累效應(yīng)(沖量)I=Ft、動量發(fā)生變化動量定理空間積累效應(yīng)(做功)w=Fs動能發(fā)生變化動能定理2.動量觀點(diǎn):動量(狀態(tài)量):p=mv=沖量(過程量):I=Ft動量定理:內(nèi)容:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化。公式:F合t=mv’一mv(解題時受力分析和正方向的規(guī)定是關(guān)鍵)I=F合t=F1t1+F2t2+=p=P末-P初=mv末-mv初動量守恒定律:內(nèi)容、守恒條件、不同的表達(dá)式及含義:;;內(nèi)容:相互作用的物體系統(tǒng),如果不受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動量保持不變。(研究對象:相互作用的兩個物體或多個物體所組成的系統(tǒng))守恒條件:=1\*GB3①系統(tǒng)不受外力作用。(理想化條件)=2\*GB3②系統(tǒng)受外力作用,但合外力為零。=3\*GB3③系統(tǒng)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。=4\*GB3④系統(tǒng)在某一個方向的合外力為零,在這個方向的動量守恒。=5\*GB3⑤全過程的某一階段系統(tǒng)受合外力為零,該階段系統(tǒng)動量守恒,即:原來連在一起的系統(tǒng)勻速或靜止(受合外力為零),分開后整體在某階段受合外力仍為零,可用動量守恒。例:火車在某一恒定牽引力作用下拖著拖車勻速前進(jìn),拖車在脫勾后至停止運(yùn)動前的過程中(受合外力為零)動量守恒“動量守恒定律”、“動量定理”不僅適用于短時間的作用,也適用于長時間的作用。不同的表達(dá)式及含義(各種表達(dá)式的中文含義):P=P′或P1+P2=P1′+P2′ 或 m1V1+m2V2=m1V1′+m2V2′(系統(tǒng)相互作用前的總動量P等于相互作用后的總動量P′)ΔP=0 (系統(tǒng)總動量變化為0)ΔP=-ΔP' (兩物體動量變化大小相等、方向相反)如果相互作用的系統(tǒng)由兩個物體構(gòu)成,動量守恒的實(shí)際應(yīng)用中的具體表達(dá)式為m1v1+m2v2=;0=m1v1+m2v2m1v1+m2v2=(m1+m2)v共原來以動量(P)運(yùn)動的物體,若其獲得大小相等、方向相反的動量(-P),是導(dǎo)致物體靜止或反向運(yùn)動的臨界條件。即:P+(-P)=0注意理解四性:系統(tǒng)性、矢量性、同時性、相對性系統(tǒng)性:研究對象是某個系統(tǒng)、研究的是某個過程矢量性:對一維情況,先選定某一方向?yàn)檎较颍俣确较蚺c正方向相同的速度取正,反之取負(fù),再把矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。,引入正負(fù)號轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。不注意正方向的設(shè)定,往往得出錯誤結(jié)果。一旦方向搞錯,問題不得其解相對性:所有速度必須是相對同一慣性參照系。同時性:v1、v2是相互作用前同一時刻的速度,v1'、v2'是相互作用后同一時刻的速度。解題步驟:選對象,劃過程,受力分析.所選對象和過程符合什么規(guī)律?用何種形式列方程(先要規(guī)定正方向)求解并討論結(jié)果。動量定理說的是物體動量的變化量跟總沖量的矢量相等關(guān)系;動量守恒定律說的是存在內(nèi)部相互作用的物體系統(tǒng)在作用前后或作用過程中各物體動量的矢量和保持不變的關(guān)系?!?.碰撞模型和◆8子彈打擊木塊模型專題:碰撞特點(diǎn)=1\*GB3①動量守恒=2\*GB3②碰后的動能不可能比碰前大=3\*GB3③對追及碰撞,碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度?!魪椥耘鲎玻簭椥耘鲎矐?yīng)同時滿足:(這個結(jié)論最好背下來,以后經(jīng)常要用到。)討論:=1\*GB3①一動一靜且二球質(zhì)量相等時的彈性正碰:速度交換=2\*GB3②大碰小一起向前;質(zhì)量相等,速度交換;小碰大,向后返。=3\*GB3③原來以動量(P)運(yùn)動的物體,若其獲得等大反向的動量時,是導(dǎo)致物體靜止或反向運(yùn)動的臨界條件?!簟耙粍右混o”彈性碰撞規(guī)律:即m2v2=0;=0代入(1)、(2)式解得:v1'=(主動球速度下限)v2'=(被碰球速度上限)討論(1):當(dāng)m1>m2時,v1'>0,v2'>0v1′與v1方向一致;當(dāng)m1>>m2時,v1'≈v1,v2'≈2v1(高射炮打蚊子)當(dāng)m1=m2時,v1'=0,v2'=v1即m1與m2交換速度當(dāng)m1<m2時,v1'<0(反彈),v2'>0v2′與v1同向;當(dāng)m1<<m2時,v1'≈-v1,v2'≈0(乒乓球撞鉛球)討論(2):被碰球2獲最大速度、最大動量、最大動能的條件為A.初速度v1一定,當(dāng)m1>>m2時,v2'≈2v1B.初動量p1一定,由p2'=m2v2'=,可見,當(dāng)m1<<m2時,p2'≈2m1v1=2p1C.初動能EK1一定,當(dāng)m1=m2時,EK2'=EK1◆完全非彈性碰撞應(yīng)滿足:◆一動一靜的完全非彈性碰撞(子彈打擊木塊模型)是高中物理的重點(diǎn)。特點(diǎn):碰后有共同速度,或兩者的距離最大(最小)或系統(tǒng)的勢能最大等等多種說法.(主動球速度上限,被碰球速度下限)討論:=1\*GB3①E損可用于克服相對運(yùn)動時的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能E損=fd相=mg·d相=一=d相===2\*GB3②也可轉(zhuǎn)化為彈性勢能;=3\*GB3③轉(zhuǎn)化為電勢能、電能發(fā)熱等等;(通過電場力或安培力做功)由上可討論主動球、被碰球的速度取值范圍“碰撞過程”中四個有用推論推論一:彈性碰撞前、后,雙方的相對速度大小相等,即:u2-u1=υ1-υ2推論二:當(dāng)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰時,速度互換。推論三:完全非彈性碰撞碰后的速度相等ABvABv0v0ABv0AB1Av0vsMv0L其它的碰撞模型:證明:完全非彈性碰撞過程中機(jī)械能損失最大。證明:碰撞過程中機(jī)械能損失表為:△E=m1υ12+m2υ22―m1u12―m2u22由動量守恒的表達(dá)式中得:u2=(m1υ1+m2υ2-m1u1)代入上式可將機(jī)械能的損失△E表為u1的函數(shù)為:△E=-u12-u1+[(m1υ12+m2υ22)-(m1υ1+m2υ2)2]這是一個二次項(xiàng)系數(shù)小于零的二次三項(xiàng)式,顯然:當(dāng)u1=u2=時,即當(dāng)碰撞是完全非彈性碰撞時,系統(tǒng)機(jī)械能的損失達(dá)到最大值Em=m1υ12+m2υ22-子彈打木塊模型:物理學(xué)中最為典型的碰撞模型(一定要掌握)子彈擊穿木塊時,兩者速度不相等;子彈未擊穿木塊時,兩者速度相等.這兩種情況的臨界情況是:當(dāng)子彈從木塊一端到達(dá)另一端,相對木塊運(yùn)動的位移等于木塊長度時,兩者速度相等.例題:設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊,并留在木塊中不再射出,子彈鉆入木塊深度為d。求木塊對子彈的平均阻力的大小和該過程中木塊前進(jìn)的距離。解析:子彈和木塊最后共同運(yùn)動,相當(dāng)于完全非彈性碰撞。從動量的角度看,子彈射入木塊過程中系統(tǒng)動量守恒:從能量的角度看,該過程系統(tǒng)損失的動能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。設(shè)平均阻力大小為f,設(shè)子彈、木塊的位移大小分別為s1、s2,如圖所示,顯然有s1-s2=d對子彈用動能定理:…………………①對木塊用動能定理:…………②①、②相減得:………………③③式意義:fd恰好等于系統(tǒng)動能的損失;根據(jù)能量守恒定律,系統(tǒng)動能的損失應(yīng)該等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加;可見,即兩物體由于相對運(yùn)動而摩擦產(chǎn)生的熱(機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能),等于摩擦力大小與兩物體相對滑動的路程的乘積(由于摩擦力是耗散力,摩擦生熱跟路徑有關(guān),所以這里應(yīng)該用路程,而不是用位移)。由上式不難求得平均阻力的大?。褐劣谀緣K前進(jìn)的距離s2,可以由以上②、③相比得出:從牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式出發(fā),也可以得出同樣的結(jié)論。試試推理。由于子彈和木塊都在恒力作用下做勻變速運(yùn)動,位移與平均速度成正比:一般情況下,所以s2<<d。這說明在子彈射入木塊過程中木塊的位移很小,可以忽略不計。這就為分階段處理問題提供了依據(jù)。象這種運(yùn)動物體與靜止物體相互作用,動量守恒,最后共同運(yùn)動的類型,全過程動能的損失量可用公式:………④當(dāng)子彈速度很大時,可能射穿木塊,這時末狀態(tài)子彈和木塊的速度大小不再相等,但穿透過程中系統(tǒng)動量仍然守恒,系統(tǒng)動能損失仍然是ΔEK=fd(這里的d為木塊的厚度),但由于末狀態(tài)子彈和木塊速度不相等,所以不能再用④式計算ΔEK的大小。做這類題目時一定要畫好示意圖,把各種數(shù)量關(guān)系和速度符號標(biāo)在圖上,以免列方程時帶錯數(shù)據(jù)。以上所列舉的人、船模型的前提是系統(tǒng)初動量為零。如果發(fā)生相互作用前系統(tǒng)就具有一定的動量,那就不能再用m1v1=m2v2這種形式列方程,而要利用(m1+m2)v0=m1v1+m2v2列式。特別要注意各種能量間的相互轉(zhuǎn)化3.功與能觀點(diǎn):求功方法單位:Jev=1.9×10-19J度=kwh=3.6×106J1u=931.5Mev⊙力學(xué):=1\*GB3①W=Fscos(適用于恒力功的計算)=1\*GB3①理解正功、零功、負(fù)功=2\*GB3②功是能量轉(zhuǎn)化的量度=2\*GB3②W=P·t(p===Fv)功率:P=(在t時間內(nèi)力對物體做功的平均功率)P=Fv(F為牽引力,不是合外力;V為即時速度時,P為即時功率.V為平均速度時,P為平均功率.P一定時,F與V成正比)動能:EK=重力勢能Ep=mgh(凡是勢能與零勢能面的選擇有關(guān))=3\*GB3③動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化(增量)公式:W合=W合=W1+W2+…+Wn=Ek=Ek2一Ek1==1\*GB2⑴W合為外力所做功的代數(shù)和.(W可以不同的性質(zhì)力做功)=2\*GB2⑵外力既可以有幾個外力同時作用,也可以是各外力先后作用或在不同過程中作用:=3\*GB2⑶既為物體所受合外力的功。=4\*GB3④功是能量轉(zhuǎn)化的量度(最易忽視)主要形式有:慣穿整個高中物理的主線“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一基本概念含義理解。=1\*GB2⑴重力的功量度重力勢能的變化物體重力勢能的增量由重力做的功來量度:WG=-ΔEP,這就是勢能定理。與勢能相關(guān)的力做功特點(diǎn):如重力,彈力,分子力,電場力它們做功與路徑無關(guān),只與始末位置有關(guān).除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機(jī)械能;這就是機(jī)械能定理。只有重力做功時系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。=2\*GB2⑵電場力的功量度電勢能的變化=3\*GB2⑶分子力的功量度分子勢能的變化=4\*GB2⑷合外力的功量度動能的變化;這就是動能定理。=5\*GB2⑸摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內(nèi)能(發(fā)熱)=6\*GB2⑹一對互為作用力反作用力的摩擦力做的總功,用來量度該過程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能,也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。fd=Q(d為這兩個物體間相對移動的路程)?!褵釋W(xué):ΔE=Q+W(熱力學(xué)第一定律)⊙電學(xué):WAB=qUAB=F電dE=qEdE動能(導(dǎo)致電勢能改變)W=QU=UIt=I2Rt=U2t/RQ=I2RtE=I(R+r)=u外+u內(nèi)=u外+IrP電源t=uIt+E其它P電源=IE=IU+I2Rt⊙磁學(xué):安培力功W=F安d=BILd內(nèi)能(發(fā)熱)⊙光學(xué):單個光子能量E=hγ一束光能量E總=Nhγ(N為光子數(shù)目)

光電效應(yīng)=hγ-W0躍遷規(guī)律:hγ=E末-E初輻射或吸收光子⊙原子:質(zhì)能方程:E=mc2ΔE=Δmc2注意單位的轉(zhuǎn)換換算機(jī)械能守恒定律:機(jī)械能=動能+重力勢能+彈性勢能(條件:系統(tǒng)只有內(nèi)部的重力或彈力做功).守恒條件:(功角度)只有重力和彈簧的彈力做功;(能轉(zhuǎn)化角度)只發(fā)生動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化?!爸挥兄亓ψ龉Α薄佟爸皇苤亓ψ饔谩?。在某過程中物體可以受其它力的作用,只要這些力不做功,或所做功的代數(shù)和為零,就可以認(rèn)為是“只有重力做功”。列式形式:E1=E2(先要

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